Arbeitsblatt Messdatenerfassung und Abtastung mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Messdatenerfassung und Abtastung zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

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1.Leicht
f0fN​ = ?40 kHz

Ein ADC tastet mit 40 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 40 kHz
fN = kHz
2.Leicht
122 ch∿01N = 820 kHz? kbit/s

Ein Datenlogger tastet 2 Kanäle ab, jeden mit 20 kHz und 8-Bit-Auflösung. Bestimme die rohe Datenrate Rb in kbit/s.

n = 2fs = 20 kHzN = 8
Rb = kbit/s
3.Mittel
Vin​N = ?500 mm2ᴺ − 10≤ 0,1 mm

Ein Sensor misst Abstand über einen Bereich von 500 mm, und sein Ausgang füllt den gesamten Eingangsbereich eines ADC aus. Die Messung soll 0,1 mm auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N, die der ADC braucht.

Bereich = 500 mmAuflösung = 0,1 mm
N =
4.Mittel
Vin​N = 8VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Bestimme das ideale Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis SQNR eines 8-Bit-ADC für eine vollausgesteuerte Sinuswelle.

N = 8
SQNR = dB
5.Schwer
T20 mV/°C×20∿01N = 8, 2,5 V? °C/LSB

Ein Temperatursensor liefert 20 mV/°C (0 V bei 0 °C). Sein Signal wird 20-fach verstärkt und einem 8-Bit-ADC mit einem Bereich von 0 bis 2,5 V zugeführt (1 LSB = VFSR/2ᴺ). Bestimme die Temperaturänderung ΔTLSB, die einem LSB entspricht.

S = 20 mV/°CG = 20N = 8VFSR = 2,5 V
ΔTLSB = °C
6.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​1/fbaud​8 MHz / (16·D)

Ein Mikrocontroller mit 8 MHz Takt stellt seine UART-Baudrate als fclk/(16·D) ein, wobei D eine ganze Zahl ist, die auf den nächsten Wert gerundet wird. Die Zielbaudrate beträgt 9600 Baud. Bestimme den prozentualen Fehler der tatsächlichen Baudrate (positiv, wenn sie zu schnell ist).

fclk = 8 MHzZiel = 9600 Bd
e = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. fN = 20 kHz
  2. 2. Rb = 320 kbit/s
  3. 3. N = 13
  4. 4. SQNR = 49,92 dB
  5. 5. ΔTLSB = 0,02441 °C
  6. 6. e = 0,1603 %

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